При этом понижается концентрация
, находящегося в растворе. Вследствие нарушения состояния динамического равновесия, устанавливающегося в насыщенном растворе между осадком и раствором соли, растворяется новая часть осадка
, которая под влиянием
снова переходит в
.
Вследствие указанных процессов при кипячении нерастворимых в воде сульфатов с концентрированным раствором
происходит обменное разложение между растворенной частью сульфатов и
по схеме:
осадок раствор осадок раствор
Подвижное равновесие, выраженное приведенной схемой, практически зависит от соотношений концентраций
в растворе, обусловливающих обратимость рассматриваемого процесса. Чем больше концентрация
и меньше концентрация
, тем сильнее (по закону действия масс) равновесие сдвигается вправо, т. е. в сторону превращения сульфата в карбонат.
Превращение сульфатов стронция и кальция в карбонаты происходит быстрее, чем превращение сульфата бария в карбонат бария. Только многократным повторением указанной выше операции достигается полный перевод
.
Это объясняется: тем, что легче всех других сульфатов щелочноземельных металлов растворяется сульфат кальция, так как равновесная концентрация ионов кальция в насыщенном растворе
равна
, т. е. больше соответствующих концентраций катионов стронция и бария,
растворяется лучше, чем
. Кроме того, если сопоставить растворимости карбонатов и сульфатов бария, стронция и кальция, то нетрудно заметить, что
должны легче переходить в карбонаты, так как их растворимость больше растворимости соответствующих карбонатов.
Произведения растворимости карбонатов и сульфатов катионов II аналитической группы имеют следующие значения:
Сопоставляя величины произведений растворимости сульфата и карбоната бария, мы видим, что
является наименее растворимым соединением. Поэтому перевод
требует многократной обработки осадка
концентрированным раствором
.
Концентрация ионов бария в насыщенном растворе сульфата бария равна:
Образование
происходит при
отсюда
Так как в концентрированном водном растворе карбоната натрия
, то, следовательно, для полного осаждения ионов бария в виде
из раствора, содержащего
, вполне пригоден концентрированный раствор
.
Однако при этом не следует забывать о присутствии БОГ-ионов, смещающих равновесие в сторону образования сульфата бария как наименее растворимого соединения:
Поэтому превращение
происходит тогда, когда
или
Подставляя значения
и
в данное уравнение, получим
Это значит, что превращение
будет наблюдаться в том случае, если концентрация
превысит концентрацию БОГ" более чем в 50 раз, именно вследствие этого применяют концентрированный раствор
.
Реакция обратима и, следовательно, не дойдет до конца при однократной обработке осадка сульфата бария. По мере протекания реакции концентрация
уменьшается, а концентрация
увеличивается, и в конце концов соотношение этих концентраций достигает 50; тогда устанавливается равновесие, т. е. превращение
приостанавливается.
Если слить с осадка раствор, содержащий
, и снова прилить свежего концентрированного раствора
, то обменная реакция слева направо опять возобновится. Таким образом, многократной обработкой малорастворимого в кислотах осадка
концентрированным раствором
и последующим удалением накапливающихся в растворе
-ионов можно полностью перевести
, выпадающий в осадок и растворимый в уксусной или разбавленной хлористоводородной кислотах.